1. Thiết kế mạch nguyên lý:
a. Khối Nguồn.
- Khối nguồn sử dụng IC LM7805 để tạo điện áp ra 5V
- Khi cấp nguồn lên cho mạch đang quay, có thể dùng chổi quét, ổ bi, nhưng không thể tránh khỏi điện áp không được cấp lên mạch liên tục, vì vậy các tụ điện C8,C3,C7 có nhiệm vụ bù đắp điện áp cho mạch, tránh tình trạng mạch bị reret liên tục khi hoạt động. Ở đây các bạn cũng có thể thay thế 3 tụ bằng 1 tụ 1000uF cũng được, vì tôi dùng linh kiện dán nên tụ 220uF có kích thước nhỏ gọn.
- Tụ U6, 2.2uF có chức năng lọc điện áp đầu ra, tạo điện áp ổn định 5V, điện áp không gợn sóng
- Diode D1 bảo vệ mạch khi cấp nguồn sai cực
- Diode zener Z1 bảo vệ mạch khi IC 7805 bị hỏng
b. Khối ngắt ngoài
Khối ngắt ngoài có tác dụng sau mỗi vòng quay, đến 1 vị trí cố định sẽ tạo ra 1 ngắt báo cho vi điều khiển biết đó là toạ độ gốc, từ đó VĐK sẽ xác định toạ độ bằng cách tính thời gian từ lúc xảy ra ngắt để xử lý hiển thị, khối ngắt ngoài tốt và không bị nhiễu + giải thuật tốt thì hình ảnh, nội dung hiển thị sẽ không bi giật, lắc
Khối ngắt ngoài có thể sử dụng cảm biến từ, cảm biến hồng ngoại, ở đây tôi sử dụng cảm biến hồng ngoại chữ U vì giá thanh rẻ hơn cảm biến từ khá nhiều. Độ ổn định thì OK
c. Khối giao tiếp I2C gồm RTC DS1307 và EEprom 24cXX
- IC DS1307 là chip đồng hồ thời gian thực, cho phép đồng hồ chạy chính xác với thạch anh 32.768Khz. IC DS1307 được kết nối với 1 pin CMOS để đảm bảo đồng hồ không chạy sai khi mất nguồn.
- EEprom 24cXX được sử dụng để lưu trữ dữ liệu là nội dung chữ hiển thị, cho phép chỉnh sửa nội dung dễ dàng ngay khi mạch đang hoạt động mà không phải nạp lại chương trình cho VĐK. Và tất nhiên tất cả sẽ được lưu trữ khi mất điện
-Phần quan trọng không thể thiếu ở khối giao tiếp I2C này là 2 điện trở kéo lên 4.7k. Thiếu hai điện trở này, giao tiếp sẽ xảy ra lỗi
d. Khối nhận tín hiệu điều khiển từ Remote
IC 9149: Chức năng giải mã tín hiệu điều khiển từ remote. Mắt nhận hồng ngoại 3 chân U2 nhận tín hiệu từ remote và được đưa tới chân IN của IC 9149. Đầu ra tương ứng của IC 9149 sẽ được kéo xuống mức 0 khi nút tương ứng trên remote được nhấn. Ở đây tôi thêm các transistor để thay đổi trạng thái đầu ra của 9149.
e. Khối Vi Điều khiển
Sử dụng chíp AT89S52. Sử dụng các port 0,1,2 để làm đầu ra điều khiển trực tiếp 24 LED. Chú ý PINHEAD-2 là đầu jumper sử dụng để nạp chương trình cho chip, khi nạp chương trình cần ngắt kết nối 2 đầu jumper PINHEAD-2 với mục đích cách ly tải (LED) với các chân P1.5, P1.6, P1.7
PINHEAD-1X là rào cắm 6 chân để nạp chương trình cho 89S52. Sử dụng mạch nạp Burn-E.
Thạch anh tần số từ 25-33MHz.
File mạch nguyên lý (File Orcad 9.2) tại đây:
2. Thiết kế mạch in:
- Mạch in 1 lớp: Có thể dùng linh kiện dán lẫn linh kiện xuyên lỗ. Để thiết kế mạch in 1 lớp với mạch này thì rất khó để đi dây, và kích thước mạch rất lớn --> khó cân bằng. Tuy nhiên ưu điểm mạch in 1 lớp là dễ làm mạch đối với người làm mạch thủ công (in, ủi, rửa thuốc) và dễ test mạch khi có lỗi xảy ra
- Mạch in 2 lớp: Chỉ dành cho linh kiện dán. Đi dây cho loại mạch in này thì đơn giản hơn nhiều, kích thước mạch giảm đáng kể. Nhược điểm là khó gia công bằng phương pháp thủ công (Khó chứ không phải không thể, khi nào có thời gian, tôi sẽ tạo một bài hướng dẫn cách làm mạch 2 lớp thủ công) và khó test mạch khi có lỗi.
Dù thiết kế mạch in theo kiểu nào đi nữa thì nên tuân theo các nguyên tắc sau:
- Sắp xếp linh kiện theo chiều dài của board, không nên mở rộng chiều ngang (VD: chiều ngang 3cm x chiều dài 20cm). Điều này giúp dễ dàng cân bằng mạch điện.
- Tạo 1 lỗ ngay tâm của PCB để bắt ốc nối với trục motor, tạo thêm 1 pad đồng nối với GND ở lỗ này để sử dụng trục motor làm một cực cấp điện.
- Tạo 2 pad đồng lớn(hoăc lỗ) ở 2 đầu của mạch phục vụ cho việc cân bằng mạch điện. Bên nào nhẹ hơn thì hàn thêm chì vào pad đồng hoặc thêm ốc vào lỗ.
-Tạo 1 Pad đồng nối với 12V_INPUT ở khối nguồn, đặt pad đồng này nằm gần tâm của mạch (nằm ở mặt dưới nếu là PCB 2 lớp), cách tâm khoảng 8-10mm
Và đây là kết quả thiết kế của mình: PCB 2 lớp, linh kiện dán.
Mặt trên:
Mặt dưới:
Thiết kế 1 PCB như thế này mất rất nhiều thời gian, đòi hỏi các bạn phải kiên trì, chỉnh sửa và thử nghiệm nhiều lần mới đạt được 1 mạch điện hoàn chỉnh và đẹp mắt. Khi đó các bạn sẽ có được nhiều kinh nghiệm.
Chúc các bạn thành công!
Nguồn sưu tầm ( avclock.com)
Đăng nhận xét